2022大型独立Type-C LNG液罐制造与安装检验要点分析.docx

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1、大型独立Type-CLNG液罐制造与安装检验要点2021年07月目录一、C型独立液罐及船型概述二、液罐设计检验依据三、液罐制作工艺简介四、液罐制造检验试验要求五、液罐船上安装检验要求前言随着世界能源结构的调整及环保法令的不断收紧，LNG作为货物运输和船用燃料逐渐增多。中国作为造船大国向造船强国迈进过程中逐渐涉猎LNG运输船和LNG燃料动力船的建造项目，在此过程中，C型独立罐式船型存在自身优势，订单最多应用最广泛，首当其冲成为国内船企争相建造的船型，然由于缺乏实际建造经脸，往往会遇到诸多实际生产施工问题，蒙受巨大损失。本文结合作者实际经历的几个LNG船建造检险项目积累经脸，梳理了C罐船型建造过程

2、中难度最大的罐体制造和船上安装重点和注意事项，为国内有意向进军LNG运输船和LNG燃料动力船的造船企业提供了参考，为保证LNG运输船和LNG燃料动力船建造质量提供了重要指导。一、C型独立液罐及船型概述薄膜舱MOSSB型舱独立C型舱图1-三大主流舱型在目前薄膜型、MOSS型和C型三大主流围护系统中，C型舱具有如下优势而备受青睐： 罐体按照压力容器标准设计，安全可靠，无需次屏蔽；C罐不构成货舱部分，由专业厂家制作，吊装入舱，施工简易；评估后可重复使用，不等同船舶寿命 罐体可承受一定高压，可采用自蓄压15天（燃料舱）或21天（货舱）、气体加压进行应急驳运，无需配备双泵或应急驳运泵，而薄膜型则不可；

3、罐体可承受一定真空负压，而薄膜型必须保证主次屏壁与舱壁之间的贴合，操作不当会导致屏壁坍塌，维修成本大； 罐体强度高，抗晃荡载荷性能好，可任意高度装载，基本不受薄膜型液位高度限制；可用于装载量经常变动的情况，如LNG动力船/加注船； 液罐保护距离不计绝缘色度，绝缘分度变化不影响船体主尺度（在保证检查通道宽度前提下），而薄膜式如绝缘层增色，需增大船体主尺度或缩小货舱主尺度 液罐与货舱形状匹配低，舱容利用率低，干舷高，侧向受风面积大，摇晃加剧；单罐容积受限，总装货量小，多用于短程二次转运。为弥补舱容利用率，目前出现了很多变种设计。图2-C舱变种设计（1）散货船（2）VLCC图3-C型燃料舱应用于各种

4、船型根据舱容，C舱分为小型、中型和大型；根据形状分为单体罐、双耳罐、三体罐；根据绝缘型式分为双层真空绝缘罐、单壳体外敷绝缘罐。根据安装方式，有卧式和立式。为配合船体型线，筒体一端会出现收缩，形成锥形。由于结构限制，双层真空绝热型无法做到较大容积，一般在100O立方以下，多用于小型船舶LNG燃料舱或LNG罐式集装箱，之前北方冬季“气荒”催生了整船运输LNG罐箱的应用尝试，本文不讨论。3）双耳罐-锥形筒体4）三体管5）双层真空绝缘罐图4-C舱分类图5-C罐液化气体船型发展C罐的典型构造如下：I-顶圆；2-瓣片；3-筒体；4-固定加强环；5-滑动加强环；6-真空环；7-固定鞍座；8-滑动鞍座；9-气

5、室；10-泵管；IL人孔；12-集液阱；13-止浮装置；14-顶部横向止摇装置图6-典型C罐构造图双体罐中间设有水密纵隔舱壁，将左右舷液相货物隔开，而气相通过管系连通，纵隔舱上加有垂向T型排加强，承受横向晃荡载荷；罐体顶部中后处左右舷各设1个气室，气室上设有人孔、泵管，罐体底部正对泵管下方对应各设有1个集液井和导向泵座，因罐体两侧气相已连通，在气相上属于一个容器，故每个气室只设一个安全阀，满足IGC至少两只安全阀的要求；三体罐由于结构上的限制，纵隔舱壁则无法做到水密。罐体内部艄鹿与封头相邻的筒节上各设一个加强环，中间段的筒节均匀分布4个真空环，真空环防止壳体发生屈曲，加强环也起到此作用，加强环

6、和真空环还起到阻止纵向晃荡载荷的作用；罐内还设有各种管系、扶梯及平台。图7-主要罐体部件1.NG管壳体材料一般选用9Ni（X8Ni9,EN10028-4）,焊条TNM-9（ENiCrMo-6,AWSA5.11A5.11M）；管材316L不锈钢，焊丝TGA-316L。表1-28KLNG运输船罐体主要参数:1#主罐（双体锥形）2#、3#主罐（双体直筒）甲板罐（单体直筒）罐体材料9Ni9Ni9NiMARVS(bar)3.653.6510.0类型IMOC型独立舱IMOC型独立舱IMOC型独立舱内径（mm）15000150003800内壁总长（mm）370003700012000容积（m3,含气室）83

7、5310166121.7重量（吨）约740约760约14外表面积（m2）23202725143两种鞍座各自优缺点如下：。环形鞍座无需设横向止摇装置口环形鞍座更节省低温钢材。平底鞍座加大了罐体制作难度。平底鞍座保护罐体不受磨损口环形鞍座如具有足够大包角，可不设横向止摇装置；而平底形鞍座需单设止横摇装置（底部和顶部），顶部止摇还将双耳向中间拉紧,需用纵向肋板来增加罐体侧鞍座强度，来传递船舶推力；纵倾艄摇，滑动鞍座处的止摇装置结构强度应大一些；环形鞍座，罐体制作简单，船体制作难度加大，而平底式则相反。1）顶部止摇2）底部止摇充装LNG前后，温度变化罐体会出现伸缩，为避免形成应力集中，允许罐体伸缩，设

8、置滑动鞍座，而固定鞍座用于传递推力。一般在罐体外侧底部对应加强环处分别设有固定支撑鞍座（睚部）和滑动支撑鞍座（艄部）各1个，船舶推力通过固定鞍座传递到罐体，带动液罐运动;滑动鞍座是为罐体因热伸缩及船体变形而提供移动空间，鞍座中间位置设有底部横向止摇装置。根据强度需要，固定鞍座止移扁钢可插入船体鞍座槽边存在重合度，而推力较小时也可无重合度，此时推力由层压木承受剪切应力来传递，需关注层压木强度及木块方向。1）固定鞍座-有重合度2）固定鞍座-无重合度3）滑动鞍座图9-固定、滑动鞍座罐体外侧中上部两舷对应加强环处各设1个止浮装置（共4个），防止空载时货舱进水罐体漂浮与船体结构碰撞而破损；甲板罐为防止船

9、舶传浪较大纵摇时罐体脱离颠簸，也会设置止浮装置。气室区域：DOME上集成了罐体与外界连接所有接口，是唯一通路，对于舱内安装的C罐,LNG充装前后，罐体伸缩带动DOME移位，需在罐体与货舱结构之间设置运行位移的弹性装置。气室是液罐在主甲板之上唯一凸露部分，其开口尺寸应确保考虑到气室绝缘层后剩余足够的检查空隙；图11 -气室膜圈为保证货舱留空处所内的气密,并允许装货前后气室在垂直方向上的热伸缩，甲板围板与气室环板通过橡胶膜围圈进行封闭。横梁、纵桁的端部与气室下的圆形加强结构间一般采用深熔焊或全焊透焊接；甲板围板与上甲板焊接，并与甲板下的加强结构对齐。围板上面板按照角度开螺栓孔，与液罐气室环形面板对

10、应，两面板间为竖M型密封圈，螺栓固定，保证液货舱密封；液罐吊装到位后，甲板围板先套入液罐，焊接到位后再套入橡胶密封圈，之安装液罐气室环板的环形面板。为确保密性，应保证甲板围上面板和气试环板的平整度。气室环板直接与罐体连接，温度较低，因此要求橡胶膜圈应能够低温，并具有适当耐火等级；另外其强度应能承受货舱留空处所的正气压（PV阀起跳压力+0.15bar）,并可承受拍浪载荷；为防止在露天甲板风吹日晒，延缓橡胶老化，为其设有防护挡板。营运中应定期检查老化程度，注意是否存在漏气，必要时换新。罐体绝缘层:ESDRXmiHfol 约i笠砂李R M mftW 丛 加分物代透气系9M为XiftWAwi9) Wi

11、eariwwi图13-温度场计算保温是LNG罐的核心之一，绝缘性能好坏,对内对外均产生很多影响。图12-绝缘相关各因素相互影响关系图对内：决定了热侵入量的多少，决定了蒸发率的大小，进而决定了压力/温度控制措施的处理能力（包括管径大小、BOG压缩机排量、用气设备的处理能力），还决定了装载率，绝缘越好，航行过程液体膨胀越小，初始装载越多。对外：绝缘性能好坏影响温度场分布，从而决定了所货舱结构钢板所采用的钢级，进而觉得了货舱周围舱室和管路是否需要采取附加隔热或加热措施。二、液罐设计检验依据1、依据及检验模式按照IGC规则定义，C型独立液货舱是符合压力容器标准的液货舱,即一种压力容器。按照我社钢质海船

12、入级规范第1篇第3章产品检验附录1船舶入级产品持证要求一览表6.11压力容器（O.7MPa或0.25m3及以上）的要求，该C型独立液货舱的制造厂需获得我社工厂认可，该C型独立液货舱需持我社产品证书。按照我社钢质海船入级规范第3篇第6章锅炉与压力容器表6.1.2.1的定义，该C型独立舱属于CCSI级压力容器。由此可见，该压力容器既属于法定产品，又属于入级产品，故其应同时满足相关国际公约、规则、船旗国政府法规、我社规范、相关设计压力容器标准（如德国压力容器规范AD2000.欧盟压容标准PD5500）和TGE等专利方的技术要求。表2-液罐设计检验依据序号依据1IGC/IGF规范规则2钢规第三篇第六章

13、、材规第三篇第7章3液化气体运输船检验指南2018第四章第2节4压力容器标准：5GB150：压力容器6AD2000：TechnicalRulesforPressureVessels7PD5500：Specificationforunfiredfusionweldedpressurevessels8EN13345：UnfiredPressureVessels9ISO16528：BoilersandPressureVessels10ASMEVIII：RulesforConstructionofPressureVessels11CB/T4241-2013：船用半冷半压式液化气体储罐2、检验模式为满足

14、规范对压力容器产品持证的要求，目前多数按照CCSI级压力容器进行工厂认可和产品检验。然而液罐既属于压力容器，又属于液货舱，与船体存在很多接口（结构支撑、温度场分布-绝缘、管系连接、液货泵及监测仪器的安装），其与单单一个空气瓶检验的关注点存在很大差异，其已不仅仅是一个受压壳体，从这方面讲，本项目担当建造验船师对由实船接口信息反推到对液罐的技术要求了解更多；如何满足产品持证要求，又能在液罐建造过程中对实船要求进行更好的关注，是对液罐检验模式今后我们需要探讨的问题：产品和建造同时派人：既能关注实船要求，又能满足产品发证要求，但人力配备过多；仅产品派人：可满足产品持证要求，但对实船要求可能会由于信息获

15、取不足而关注不够；仅建造派人：既能关注壳体焊接，又能兼顾实船要求，但此担当人员的产品检验资质及发证是个问题，除非此人具有产品和建造双资质，一举两得；或认为产品持证仅是入级要求，非法定要求，由本项目建造验船师负责的检验可直接接受，而不需产品证书，这种操作对于液罐和船舶由同一船厂制作时可行的，但对于液罐和船舶不在同一船厂建造时，可能会涉及到跨地区检验，这需要各分社之间或总部的协调；还存在另外一种情况：即使CCS内部协调好了，但若订货方(船东或船厂)要求产品证书，则需指派产品和建造双资质人员，完成产品检验发证流程。比较理想的解决方式是，若由建造派人，则指派本项目组成员担当液罐检验工作，若其无产品资质，仅补充压力容器产品检验资质即可；若由产品派人，则对其进行液化气船建造检验的相关培训。3、需要审批的主要图纸和技术文件：(1)计及运动加速度、晃荡载荷、0-30。最不利横倾角和5纵倾角等工况的罐体结构强度计算书，壳体板包计算